參與深調(diào)，頻繁啟動及大范圍負(fù)荷變動，燃煤機(jī)組需承受大幅度的溫度變化，導(dǎo)致關(guān)鍵零部件疲勞損傷。這種工況下，機(jī)組壽命、燃料損耗同步增加較多，直接影響機(jī)組運行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
近日，河南某燃煤電廠機(jī)組在深度調(diào)峰（負(fù)荷40%）期間，機(jī)組跳閘，三個多小時后重新并網(wǎng)。公開信息顯示，此次事故因電廠對深度調(diào)峰期間的特殊運行工況重視程度不夠、對鍋爐的燃燒狀況風(fēng)險分析不足等問題所致。
為增強(qiáng)電力系統(tǒng)的靈活性，我國于2006年提出了新的電力輔助服務(wù)產(chǎn)品——調(diào)峰，以便在用電高峰時投入正常運行以外的發(fā)電機(jī)組滿足系統(tǒng)需求。近年來，伴隨新能源裝機(jī)比重不斷提升，電力系統(tǒng)調(diào)峰能力不足問題愈發(fā)突出，煤電已然成為深度調(diào)峰“主力”，個別電廠甚至嘗試開展了30%及以下的負(fù)荷深度調(diào)峰試驗，以增強(qiáng)在調(diào)峰市場中的競爭力。
作為一種機(jī)組的“特殊運行工況”，深度調(diào)峰目前面臨哪些安全風(fēng)險，為何其經(jīng)濟(jì)性和安全性備受爭議卻還有電廠積極參與？就這些問題，記者進(jìn)行了采訪。
■ 調(diào)峰壓力不斷“加碼”
“我國大多數(shù)省份所說的調(diào)峰輔助服務(wù)，實際上指的都是深度調(diào)峰。”華南理工電力系統(tǒng)及其自動化系教授荊朝霞告訴記者。
據(jù)華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院教授袁家海介紹，火電機(jī)組深度調(diào)峰時，機(jī)組已超過基本調(diào)峰范圍，負(fù)荷范圍通常低于電廠鍋爐的最低穩(wěn)燃負(fù)荷。荊朝霞也表示，我國大多數(shù)地區(qū)根據(jù)發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷率水平規(guī)定其基本調(diào)峰服務(wù)。“比如，規(guī)定負(fù)荷率50%以上的發(fā)電調(diào)節(jié)服務(wù)是義務(wù)的，不給予另外補償；機(jī)組出力在50%以下，則需另外補償。”
國家能源局2019年年底通報的《2019年上半年電力輔助服務(wù)有關(guān)情況》顯示，全國調(diào)峰補償費用總額50.09億元，占總補償費用的38.44%，火電為調(diào)峰主力。
記者了解到，近年來我國煤電調(diào)峰“深度”屢創(chuàng)紀(jì)錄。國網(wǎng)西北電力調(diào)控分中心信息顯示，華能秦嶺電廠7號機(jī)組2018年深度調(diào)峰能力達(dá)27.27%；2019年，大唐三門峽發(fā)電機(jī)組深度調(diào)峰達(dá)21.4%；不久前，華能上安電廠4號機(jī)組、華能金陵電廠2號機(jī)組均完成30%負(fù)荷深度調(diào)峰試驗。
中電聯(lián)此前公布的數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計2020年，我國非化石能源發(fā)電裝機(jī)合計達(dá)9.3億千瓦左右、占總裝機(jī)容量比重上升至43.6%，同比提高約1.6個百分點。預(yù)計2025年，風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機(jī)均突破4億千瓦，非化石能源裝機(jī)占比將超過50%。業(yè)內(nèi)專家表示，隨著新能源“加碼”，電力系統(tǒng)調(diào)峰壓力將與日俱增，煤電也將面臨更重的調(diào)峰任務(wù)。
■ 安全性和經(jīng)濟(jì)性待考
據(jù)了解，近年來現(xiàn)役煤電機(jī)組產(chǎn)能過剩、發(fā)電利用小時數(shù)逐年下降，煤電在系統(tǒng)中的定位已由基荷電源向調(diào)節(jié)電源轉(zhuǎn)變，參與調(diào)峰已是常態(tài)。
東北地區(qū)某火電企業(yè)人士告訴記者，目前全國煤電基本都參與深調(diào)，但企業(yè)參與積極性并不高。“無奈的是，如果不參與，很可能'顆粒無收'。”
“現(xiàn)役火電機(jī)組大多是按照帶基荷設(shè)計的，不能完全適應(yīng)深度調(diào)峰的運行要求。如果參與深調(diào)，頻繁啟動及大范圍負(fù)荷變動，機(jī)組需承受大幅度的溫度變化，導(dǎo)致關(guān)鍵零部件疲勞損傷。在這種工況下，機(jī)組壽命損耗、燃料損耗同步增多，直接影響機(jī)組運行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，而且正常帶負(fù)荷發(fā)電與深調(diào)后收益相差無幾。”上述火電企業(yè)人士表示。
該人士還指出了深調(diào)面臨的其他安全隱患：“在部分地區(qū)，深調(diào)并未核定最小運行方式，誘導(dǎo)部分機(jī)組為多獲得補償費用，壓到超低負(fù)荷運行，有可能導(dǎo)致鍋爐熄火等安全隱患；部分地區(qū)調(diào)峰細(xì)則設(shè)置不健全，存在'多調(diào)峰不增收'的情況。機(jī)組在啟停過程中，脫硫、脫銷壓力驟增，因技術(shù)限制超排無法避免，環(huán)境成本應(yīng)得到統(tǒng)籌考慮。”
“從'大盤子'看，深調(diào)的'經(jīng)濟(jì)賬'并不劃算。”一位業(yè)內(nèi)專家稱，“假設(shè)30萬千瓦煤電機(jī)組參與深調(diào)，補償成本120萬元，但其消納的可再生能源產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益僅為30萬元，這種情況在很多地區(qū)都很常見。可再生能源全額保障性收購壓力巨大，這背后付出了很大的經(jīng)濟(jì)成本。”
那么，深調(diào)補償費用應(yīng)從何而來？袁家海指出，我國將有償調(diào)峰均納入輔助服務(wù)市場，是基于電力現(xiàn)貨市場還未建立完善的現(xiàn)狀。“深度調(diào)峰實際上是由煤電機(jī)組提供的，卻又需要所有電源分?jǐn)傎M用，這并沒有體現(xiàn)市場的激勵機(jī)制。”
一位不愿具名的業(yè)內(nèi)人士表示，現(xiàn)行補償機(jī)制仍沿用上一輪電改的模式，已不適用于新能源大規(guī)模并網(wǎng)和電力市場化交易的新情景，輔助服務(wù)市場成了發(fā)電側(cè)的“零和游戲”。
■ 有償深調(diào)應(yīng)退出輔助服務(wù)市場
清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)智庫中心主任夏清表示，深度調(diào)峰是我國現(xiàn)貨市場尚未完全建立起來情況下，一種特殊的輔助服務(wù)。“國外調(diào)節(jié)性機(jī)組多為'短小精干'的燃?xì)鈾C(jī)組，靈活性好，我們是'傻大黑粗'的煤電。煤電企業(yè)都不愿意深度調(diào)峰，只能通過補償?shù)姆绞礁偁帲陨疃日{(diào)峰只是一個過渡產(chǎn)物。現(xiàn)階段，如果峰谷價差足夠大，能夠給予發(fā)電企業(yè)足夠的補償，深調(diào)才具備一定的經(jīng)濟(jì)激勵。”
安全性方面，夏清指出，在深度調(diào)峰過程中，一定要檢查機(jī)組適用性，有些機(jī)組不適合深調(diào)，供給安全是首要的。
袁家海表示，針對可再生能源波動性帶來的系統(tǒng)可靠性和靈活性不足問題，可通過電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度、輔助服務(wù)市場的新產(chǎn)品來解決。“煤電機(jī)組增減出力的響應(yīng)時間較長、爬坡速率較慢，難以充分滿足系統(tǒng)靈活性的需求，需要引入新型的靈活性爬坡產(chǎn)品來應(yīng)對系統(tǒng)需求。因此，完善輔助服務(wù)市場建設(shè)是改革過渡期推動系統(tǒng)靈活性提升的重要舉措，而在未來競爭性電力市場中，有償調(diào)峰應(yīng)逐漸退出輔助服務(wù)市場。”
“用戶端方面，我國電氣化率較高的地區(qū)，出現(xiàn)了分布式電源、電動汽車、儲能、智能設(shè)備、清潔供暖等多元化負(fù)荷。但目前需求側(cè)響應(yīng)的'藍(lán)海'只利用了'冰山一角'，若能逐步解決其商業(yè)模式和數(shù)據(jù)挖掘難題，需求側(cè)響應(yīng)將成為調(diào)節(jié)電力供需平衡不可或缺的重要環(huán)節(jié)。”上述火電企業(yè)人士說。